CN103900075A - 一种燃气恒温蓄热燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气恒温蓄热燃烧装置，包括：壳体、燃气进口、助燃空气进口、点火装置、两个蓄热燃烧室、烟气出口、测温装置；所述壳体为直角式空腔长方体结构，且壳体的两端均为梯形长方体结构，一端为燃气进口，另一端为烟气出口；所述蓄热燃烧室分别设置在靠近燃气进口和烟气出口的壳体内部。本发明采用燃气和助燃空气通过点火装置发生燃烧，燃烧火焰和高温烟气错列冲刷蓄热陶瓷特制砖和蓄热陶瓷棒，使蓄热体在蓄热燃烧室内充分的蓄热；当烟气温度高于蓄热体温度时，蓄热体吸热，当燃气的供给低于工况要求时，蓄热体放热，使产生的烟气温度保持一定的恒温，能够达到工况的要求，在扩宽热能利用范围的同时，大大提高了换热效率。

Description

一种燃气恒温蓄热燃烧装置
技术领域
本发明涉及气体燃烧装置技术领域，特别涉及一种可产生恒定高温烟气的燃气恒温蓄热燃烧装置，能够将燃气在高温下充分燃烧，且无有害气体产生。
背景技术
传统的蓄热式燃烧器包括两个蓄热室、一个燃烧室，常温空气被蓄热室加热后进入燃烧室，同时注入燃料，燃料在贫氧高温状态下充分燃烧，燃烧后的热烟气经过另一个蓄热室排空，并将高温烟气显热储存在蓄热室内，换向阀以一定的频率进行切换，实现两个蓄热室与燃烧室的蓄热与放热交替工作，从而达到节能目的。
传统蓄热燃烧器是从回收资源角度将热能回用于燃烧反应，避免了资源浪费，然而从资源利用角度分析，其未能实现热能的高效充分利用，同时该方法也限制了热能的用途，无法将热能用于其他用热设备或工艺。
发明内容
本发明的目的是：为解决上述现有技术中的技术问题，提供了一种燃气恒温蓄热燃烧装置，能够获得恒定高温烟气，可以保证后续换热装置稳定运行，不仅扩宽了热能的利用范围，也大大提高了换热效率。此外，由于燃气是在高温环境中燃烧，燃烧十分充分，从而避免了NOx、CO的产生，产生的烟气较为清洁。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种燃气恒温蓄热燃烧装置，包括：壳体9、燃气进口3、助燃空气进口8、点火装置4、两个蓄热燃烧室1、烟气出口6、测温装置7；所述壳体9为直角式空腔长方体结构，且壳体9的两端均为梯形长方体结构，一端为燃气进口3，另一端为烟气出口6；所述蓄热燃烧室1分别设置在靠近燃气进口3和烟气出口6的壳体9内部；所述助燃空气进口8、点火装置4分别设置在燃气进口3处的壳体9上；所述测温装置7设置在烟气出口6处的壳体9上。
其中：所述壳体9外部包裹有保温层，所述保温层采用锅炉内壁保温。
其中：所述锅炉内壁保温为：在壳体9与壳体9外部设有的保温岩棉之间浇筑耐火混凝土；所述耐火混凝土中，耐火水泥占总质量的20%，低铝矾土占总质量的80%。
其中：所述燃气进口3处的壳体9上设有观火装置，所述观火装置由有机玻璃、锅炉用无缝钢管和压盖组成；所述无缝钢管设有外螺纹，且压盖设有与无缝钢管相对应的内螺纹，有机玻璃安装在压盖和无缝钢管之间，通过观察火焰的颜色和火焰直径，可以随时观察系统的燃烧工况。    
其中：所述助燃空气进口8与蓄热燃烧室1的主轴线夹角为35～50°，既能让空气和燃气充分接触促进燃烧的效率，又可以让燃烧的火焰与蓄热陶瓷棒以一定的速度冲刷使蓄热充分。
其中：所述助燃空气进口8的数量为2～4个，且均匀设置在燃气进口3处的壳体9上。
其中：所述点火装置4的点火点位于助燃空气和燃气的交汇处；所述点火装置4是一个小型的燃烧器，安装在燃烧器接口的法兰上，其还有对蓄热体的预热作用。
其中：所述蓄热燃烧室1内部设有蓄热陶瓷特制砖、蓄热陶瓷棒；所述蓄热陶瓷棒交叉错列排布，且横向和纵向的节距相等，所述节距的长度为蓄热陶瓷棒直径的1.5～2倍。
其中：所述燃气的燃烧温度为1000℃～1200℃，停留时间1～1.5s，蓄热燃烧室1体积按照以上参数计算，蓄热体占蓄热室总体积的30～50%，此排布对系统产生的阻力较小，对蓄热体的蓄热效率最佳。
本发明的有益效果是：本发明采用燃气和助燃空气通过点火装置发生燃烧，燃烧火焰和高温烟气错列冲刷蓄热陶瓷特制砖和蓄热陶瓷棒，使蓄热体在蓄热燃烧室内充分的蓄热；当烟气温度高于蓄热体温度时，蓄热体吸热，当燃气的供给低于工况要求时，蓄热体放热，使产生的烟气温度保持一定的恒温，能够达到工况的要求，在扩宽热能利用范围的同时，大大提高了换热效率。
附图说明
图1为本发明一种燃气恒温蓄热燃烧装置的结构示意图；
图2为本发明的助燃空气进口所处位置结构图。
附图标识：1-蓄热燃烧室，2-观火装置，3-燃气进口，4-点火装置，5-保温层，6-烟气出口，7-测温装置，8-助燃空气进口，9-壳体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1-2，本发明一种燃气恒温蓄热燃烧装置，包括：壳体9、燃气进口3、助燃空气进口8、点火装置4、两个蓄热燃烧室1、烟气出口6、测温装置7；所述壳体9为直角式空腔长方体结构，且壳体9的两端均为梯形长方体结构，一端为燃气进口3，另一端为烟气出口6；所述蓄热燃烧室1分别设置在靠近燃气进口3和烟气出口6的壳体9内部；所述助燃空气进口8、点火装置4分别设置在燃气进口3处的壳体9上；所述测温装置7设置在烟气出口6处的壳体9上，所述测温装置7可以测出高温烟气的温度，并实现对温度的实时监控。
所述壳体9外部包裹有保温层，所述保温层采用锅炉内壁保温。
所述锅炉内壁保温为：在壳体9与壳体9外部设有的保温岩棉之间浇筑耐火混凝土；所述耐火混凝土中，耐火水泥占总质量的20%，低铝矾土占总质量的80%。
所述燃气进口3处的壳体9上设有观火装置，所述观火装置由有机玻璃、锅炉用无缝钢管和压盖组成；所述无缝钢管设有外螺纹，且压盖设有与无缝钢管相适应的内螺纹，有机玻璃安装在压盖和无缝钢管之间，通过观察火焰的颜色和火焰直径，可以随时观察系统的燃烧工况。    
所述助燃空气进口8与蓄热燃烧室1的主轴线夹角为35～50°，既能让空气和燃气充分接触促进燃烧的效率，又可以让燃烧的火焰与蓄热陶瓷棒以一定的速度冲刷使蓄热充分。
所述助燃空气进口8的数量为2～4个，且均匀设置在燃气进口3处的壳体9上。
所述点火装置4的点火点位于助燃空气和燃气的交汇处；所述点火装置4是一个小型的燃烧器，安装在燃烧器接口的法兰上，其还有对蓄热体的预热作用。
所述蓄热燃烧室1内部设有蓄热陶瓷特制砖、蓄热陶瓷棒；所述蓄热陶瓷棒交叉错列排布，且横向和纵向的节距相等，所述节距的长度为蓄热陶瓷棒直径的1.5～2倍。
所述燃气的燃烧温度为1000℃～1200℃，停留时间1～1.5s，蓄热燃烧室1体积按照以上参数计算，蓄热体占蓄热室总体积的30～50%，此排布对系统产生的阻力较小，对蓄热体的蓄热效率最佳。
本发明的工作过程为：将燃气进口3与燃气发生器连接，再将助燃空气进口8与空气预热器热空气出口连接，所述来源于燃气发生器的燃气与经空气预热器加热后的助燃空气混合，经点火装置4点燃后充分燃烧，燃烧火焰和产生的高温烟气在蓄热燃烧室1内错列冲刷蓄热陶瓷棒和蓄热陶瓷特制砖，使其充分蓄热，通过辐射蓄热和对流蓄热的陶瓷蓄热体贮存了大量的热量，当燃气发生器产生的燃气量低于工况要求和燃气的成分热值较低时，燃气的燃烧热值不能满足后续工况要求，此时蓄热体放出大量热，烟气吸收其放出的热量达到恒定高温排出，满足工况的要求。
 
实施例1
本实施例着重说明在城市污泥干化-气化处理系统（平衡通风）中的应用。
经过干燥后的污泥，进入气化或热解设备，产生可燃气体，经燃气进口3进入蓄热燃烧室1，助燃空气的空气过量系数在1.6～1.8，以保证烟气中的氧气含量≥8%；点火装置4的燃烧器先对蓄热体预热，通入燃气和助燃空气后，点火装置4点火，然后关闭燃烧器；燃气燃烧的火焰和高温烟气在蓄热燃烧室内错列冲刷蓄热陶瓷棒和蓄热陶瓷特制砖，蓄热体充分的吸热，燃气在高温环境中充分燃烧产生高温烟气，由于城市污泥的来源不同，干燥后的污泥成分也不相同，因此经热解设备产生的可燃气的量和成分不是很稳定，当可燃气的量和燃气成分的热值低于工况要求时，蓄热体放热，烟气吸收其热量，保证其恒定高温，以满足后续工况要求。保持恒定高温的烟气通过余热回收锅炉换热，将热量通过导热油传递给干燥系统，干燥后的污泥输送到热解设备中热解，热解气经燃气进口3进入蓄热燃烧室，形成了一个闭合的循环回路。
本发明在污泥干化-气化系统中的作用是：
（1）、燃气在高温的环境中燃烧，生成的烟气清洁，达到烟气的排放标准；
（2）、蓄热体能保证恒定高温烟气，实现热高效利用，同时保证后续工况的稳定运行；
（3）、燃气和助燃空气错列冲刷蓄热陶瓷棒，混合十分充分提高燃烧效率。
 
实施例2
本实施例着重说明在利用生物质颗粒生产活性炭系统中的应用。
将生物质颗粒装入热解析炉的生物质室中，利用800℃高温（无氧）气体以0.5m/s的速度冲刷生物质颗粒，产生大量的热解气。本系统是利用燃烧热解气产生的高温烟气通过高温换热器将热解气加温到800℃，由于生物质的应用基成份，挥发成份很不稳定，导致产生的热解气的量和成分不稳定（低位发热量时高时低）。当热解气的量和成分低于工况的要求时，蓄热体放热，烟气吸收其热量，保证其恒定高温烟气进入高温换热器与热解气换热，保证换热后的热解气达到800℃满足工况的要求，热解气循环利用，达到了能源自给。
本发明在活性炭系统设备中的作用是：
（1）、燃气在高温的环境中燃烧，生成的烟气清洁，达到烟气的排放标准；
（2）、蓄热体能保证恒定高温烟气，实现热高效利用，保证了热解气加温到800℃；
（3）、高温烟气错列冲刷蓄热陶瓷棒，蓄热充分提高燃烧效率。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述燃气恒温蓄热燃烧装置包括：壳体（9）、燃气进口（3）、助燃空气进口（8）、点火装置（4）、两个蓄热燃烧室（1）、烟气出口（6）、测温装置（7）；所述壳体（9）为直角式空腔长方体结构，且壳体（9）的两端均为梯形长方体结构，一端为燃气进口（3），另一端为烟气出口（6）；所述蓄热燃烧室（1）分别设置在靠近燃气进口（3）和烟气出口（6）的壳体（9）内部；所述助燃空气进口（8）、点火装置（4）分别设置在燃气进口（3）处的壳体（9）上；所述测温装置（7）设置在烟气出口（6）处的壳体（9）上。
2.根据权利要求1所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述壳体（9）外部包裹有保温层，所述保温层采用锅炉内壁保温。
3.根据权利要求2所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述锅炉内壁保温为：在壳体（9）与壳体（9）外部设有的保温岩棉之间浇筑耐火混凝土；所述耐火混凝土中，耐火水泥占总质量的20%，低铝矾土占总质量的80%。
4.根据权利要求1所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述燃气进口（3）处的壳体（9）上设有观火装置，所述观火装置由有机玻璃、锅炉用无缝钢管和压盖组成；所述无缝钢管设有外螺纹，且压盖设有与无缝钢管相对应的内螺纹，有机玻璃安装在压盖和无缝钢管之间。    
5.根据权利要求1所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述助燃空气进口（8）与蓄热燃烧室（1）的主轴线夹角为35～50°。
6.根据权利要求1或5所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述助燃空气进口（8）的数量为2～4个，且均匀设置在燃气进口（3）处的壳体（9）上。
7.根据权利要求1所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述点火装置（4）的点火点位于助燃空气和燃气的交汇处，所述点火装置（4）是一个小型的燃烧器，安装在燃烧器接口的法兰上。
8.    根据权利要求1所述的一种燃气恒温蓄热燃烧装置，其特征在于：所述蓄热燃烧室（1）内部设有蓄热陶瓷特制砖、蓄热陶瓷棒；所述蓄热陶瓷棒交叉错列排布，且横向和纵向的节距相等，所述节距的长度为蓄热陶瓷棒直径的1.5～2倍。
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